(57)【要約】      （修正有）【課題】人手で布地等の把持作業が行われる場合、その把持作業を従来よりも簡素化することができ、自動制御で布地等の把持作業が行われる場合、布地等を把持するまでの工程を比較的少なくすることができる展開装置を提供する。【解決手段】布地の展開装置は、展開機構状態変化機構であるロボット本体と、ロボットハンド２Ａを含む。ロボットハンド２Ａは、２組のハンド機構２１と、それらを接近離反させる第１１スライド機構２２Ａ、第１２スライド機構２２Ｂを含む。ハンド機構２１は１対のフィンガ部２１Ａを有する。布地ＣＬを把持するときは、２組のハンド機構２１を接近させフィンガ部の先端が斜め上方又は真横を向く状態とした後にフィンガを閉じて布地を把持し、その後把持したまま第１１スライド機構２２Ａと第１２スライド機構２２Ｂによってハンド機構２１を離間させる。【選択図】図２７
2010000562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対抗する一対のフィンガ部と、前記一対のフィンガ部の対抗方向を含む面（以下「第１面」という）に沿って前記一対のフィンガ部を相対移動させて前記一対のフィンガ部を接近および離間させることが可能である第１接近離間機構とを有する少なくとも２つのハンド部と、前記第１面と直交する方向（以下「第１方向」という）に沿って同一直線上で前記ハンド部を相対移動させて前記ハンド部を接近および離間させることが可能である第２接近離間機構とを含む変形性薄物展開機構と、
前記変形性薄物展開機構を、前記第１方向が鉛直方向に直交する面（以下「水平面」という）に交差する状態とさせることが可能である変形性薄物展開機構状態変化機構と、
前記ハンド部を第１距離まで接近させるように前記第２接近離間機構を制御する第１制御と、前記第１制御前、前記第１制御中または前記第１制御後に前記変形性薄物展開機構を前記第１方向が前記水平面に交差すると共に前記ハンド部の先端が斜め上方又は真横を向く状態とさせるように前記変形性薄物展開機構状態変化機構を制御する第２制御と、前記第１制御後又は前記第２制御後に前記フィンガ部が第１１距離まで接近された状態で前記ハンド部を前記第１距離よりも長い距離離間させるように前記第２接近離間機構を制御する第３制御とを行う制御装置と
を備える変形性薄物展開装置。
【請求項２】
前記フィンガ部には、対抗面に圧力センサが取り付けられ、
前記制御装置は、前記圧力センサの出力値に基づいて前記フィンガ部同士の接近距離を制御する
請求項１又は２に記載の変形性薄物展開装置。
【請求項３】
前記変形性薄物展開機構を少なくとも上下方向および前後方向に移動させることが可能である変形性薄物展開機構移動機構をさらに備え、
前記変形性薄物展開機構状態変化機構は、前記変形性薄物展開機構を、前記第１方向が前記水平面と平行となる状態とさせることが可能であり、
前記制御装置は、前記第３制御後に前記変形性薄物展開機構を前記第１方向が前記水平面と平行となる状態とさせるように前記前記変形性薄物展開機構状態変化機構を制御する第４制御と、前記第４制御後に前記変形性薄物展開機構を下前方又は下後方に向かって移動させるように前記変形性薄物展開機構移動機構を制御する第５制御と、前記第５制御後に前記フィンガ部を前記第１１距離よりも長い距離離間させるように前記第１接近離間機構を制御する第６制御とをさらに行う
請求項１又は２に記載の変形性薄物展開装置。
【請求項４】
前記変形性薄物展開機構移動機構は、前記変形性薄物展開機構を上下方向、前後方向および左右方向に移動させることが可能である
請求項３に記載の変形性薄物展開装置。
【請求項５】
前記変形性薄物展開機構を旋回させることが可能である変形性薄物展開機構旋回機構をさらに備える
請求項３に記載の変形性薄物展開装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布地や、フィルム、紙等の変形性薄物の展開装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アパレル業界や、クリーニング業界、リネンサプライ業界、福祉業界、医療業界等から、布地のハンドリング、例えば、布地の搬送や、布地の積み重ね、布地の折り畳み等を全て自動で行うことが可能なロボットの開発を待ち望む声が聞かれる。
【０００３】
ところで、このような布地の全自動ハンドリングを実現させるためには、布地の自動展開技術を確立する必要がある。そして、この布地の自動展開技術については現在までに様々な提案がなされている。
【０００４】
例えば、過去に「布地の角部を把持する２つのクランプと、布地の中心が規定位置にくるようにクランプを左右方向に移動させることが可能であるクランプ移動機構と、布地の展開状態を検出するセンサとを有する布地の展開装置（以下「第１従来装置」という）」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この第１従来装置では、互いに接近して配置される２つのクランプに布地を人手で挟ませた後、２つのクランプが左右にスライド移動されることにより布地が展開される。なお、このとき、クランプ移動機構は、布地の中心が規定位置と一致するようにクランプを移動させている。そして、この第１従来装置にはクランプよりも若干低い位置にクランプの移動方向を含む面を挟むようにして発光素子と受光素子とが配置されており、発光素子から発せられる光（以下「センサ光」という）が展開中の布地によって遮られ受光素子がセンサ光を検出できなくなると、布地の展開が完了する。また、別の態様では、展開中の布地がセンサスイッチを切り換えた瞬間にクランプの残りの移動距離が算出され、スイッチ切換時からクランプがその移動距離を移動したときに布地の展開が完了する。
【０００５】
また、過去に「布地の一角を把持する第１クランプと、布地の他部を把持する第２クランプと、第２クランプに布地を把持させたまま第２クランプを布地の他の角部まで移動させるクランプ移動機構とを備える布地展開装置（以下「第２従来装置」という）」が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、過去に「布地の角部を取り出すローラ機構と、角部取り出し装置によって取り出された角部を把持する第１角部把持機構と、第１角部把持機構によって把持された角部の隣の角部を把持する第２角部把持機構と、第１角部把持機構と第２角部把持機構とを左右方向に移動させる角部把持機構移動機構を備える布地の展開装置（以下「第３従来装置」という）」が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−８９４７３号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１８６９号公報
【特許文献３】特開平７−２３１９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、第１従来装置では、布地の展開動作前に、人が、一つの角部を一方のクランプに把持させた後、先の角部と対角関係にない隣の角部をもう一方のクランプに把持させる作業を行う必要がある。つまり、第１従来装置には、展開すべき布地が多い場合、人が比較的煩雑な作業を行わなければならないという問題がある。
【０００８】
また、第２従来装置や第３従来装置では、布地把持機構の自動制御により布地把持機構に布地の角部を把持させている。しかし、これらの従来装置には、機構自体がかなり複雑であり布地把持機構が布地を把持するまでの工程が多いという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、人手で布地や、フィルム、紙、シート等の変形性薄物の把持作業が行われる場合、その把持作業を従来よりも簡素化することができ、自動制御で変形性薄物の把持作業が行われる場合、変形性薄物を把持するまでの工程を比較的少なくすることができる変形性薄物展開装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る変形性薄物展開装置は、変形性薄物展開機構、変形性薄物展開機構状態変化機構および制御装置を備える。なお、ここにいう「変形性薄物」とは、例えば、布地や、フィルム、紙、シートなどである。また、本発明において、この変形性薄物の形状は特に限定されないが、矩形であれば変形性薄物展開装置の制御が行いやすくなる。変形性薄物展開機構は、少なくとも２つのハンド部および第２接近離間機構を含む。また、本発明では、変形性薄物の縁に厚肉部分（例えば、折り返し部分など）が形成されている必要は全くない。ハンド部は、一対のフィンガ部および第１接近離間機構を有する。一対のフィンガ部は、互いに対抗している。第１接近離間機構は、一対のフィンガ部の対抗方向を含む面（以下「第１面」という）に沿って一対のフィンガ部を相対移動させて一対のフィンガ部を接近および離間させることが可能である。なお、フィンガ部は、第１面に沿ってスライド移動するように構成されてもよいし、支点を中心として蟹爪のように開閉動するように構成されてもよい。また、ここにいう「相対移動」とは、少なくとも片方のフィンガ部を第１面に沿って移動させることにより一方のフィンガ部と他方のフィンガ部との相対的な位置関係を変化させることである。第２接近離間機構は、第１面と直交する方向（以下「第１方向」という）に沿って同一直線上でハンド部を相対移動させてハンド部を接近および離間させることが可能である。なお、ここにいう「相対移動」とは、少なくとも１つのハンド部を第１方向に沿って移動させることにより１つ以上のハンド部と他のハンド部との相対的な位置関係を変化させることである。なお、第１接近離間機構および第２接近離間機構としては、具体的には、ボールネジ機構、エアシリンダ機構、モータシリンダ機構、電動スライダ機構、ベルトスライダ機構、リニアスライダ機構およびラックピニオン機構などの機構が挙げられる。なお、これらの機構は、主に、駆動源、送り部材およびガイド部材から構成されている。なお、ボールネジ機構は、モータを駆動源とし、ボールネジ又は台形ネジを送り部材とし、ＬＭガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転をボールネジ又は台形ネジに伝達して移動対象物をＬＭガイド等のガイド部材に沿ってスライド移動させる機構である。また、エアシリンダ機構は、エアコンプレッサを駆動源とし、ピストンロッドを送り部材兼ガイド部材とするスライド移動機構であって、ピストンロッドの直動を利用してピストンロッドに取り付けられた移動対象物をスライド移動させる機構である。また、モータシリンダ機構は、モータを駆動源とし、ピストンロッドを送り部材兼ガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転をボールネジに伝達してピストンロッドに取り付けられた移動対象物をスライドさせる機構である。また、電動スライダ機構は、モータを駆動源とし、ボールネジ等を送り部材とし、ＬＭガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転をボールネジに伝達して移動対象物をＬＭガイド材等のガイド部材に沿ってスライド移動させる機構である。また、ベルトスライダ機構は、モータを駆動源とし、ベルト又はワイヤを送り部材とし、ＬＭガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転をベルト又はワイヤに伝達して移動対象物をＬＭガイド材等のガイド部材に沿ってスライド移動させる機構である。また、リニアスライダ機構は、磁石を駆動源とし、送り部材を同じく磁石とし、ＬＭガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、リニアモータの原理を利用して移動対象物をスライド移動させる機構である。また、ラックピニオン機構は、モータを駆動源とし、ラックおよびピニオンを送り部材とし、ＬＭガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転によりピニオンを回転させ、ラックに取り付けられた移動対象物をＬＭガイド材等のガイド部材に沿ってスライド移動させる機構である。変形性薄物展開機構状態変化機構は、変形性薄物展開機構を、第１方向が鉛直方向に直交する面（以下「水平面」という）に交差する状態とさせることが可能である。制御装置は、第１制御、第２制御および第３制御を行う。第１制御では、制御装置が、ハンド部を第１距離まで接近させるように第２接近離間機構を制御する。第２制御では、制御装置が、第１制御前、第１制御中または第１制御後に、変形性薄物展開機構を第１方向が水平面に交差すると共にハンド部の先端が斜め上方又は真横を向く状態とさせるように変形性薄物展開機構状態変化機構を制御する。第３制御では、制御装置が、第１制御後又は第２制御後に、フィンガ部が第１１距離まで接近された状態でハンド部を第１距離よりも長い距離（以下「第２距離」という）離間させるように第２接近離間機構を制御する。なお、第１１距離は「変形性薄物を把持することができる程度の距離であって、変形性薄物に過度の応力が加わらない程度の距離」とするのが好ましい。
【００１１】
先ず、この変形性薄物展開装置において人手で変形性薄物の把持作業が行われる場合について説明する。
【００１２】
かかる場合、人は、先ず、複数のハンド部が隣接された状態（第１制御により実現される）で、複数のハンド部の全てのフィンガ部を離間させる。次いで、人は、変形性薄物の任意の縁部をフィンガ部の間に挿入する。そして、人は、フィンガ部を接近させ、全てのハンド部に変形性薄物の縁部を把持させる。なお、フィンガ部の離間および接近については制御ボタンにより実行させてもよいし、光学センサ等によりフィンガ部に変形性薄物が近づくと自動的にフィンガ部が離間しフィンガ部内部に変形性薄物が挿入されると自動的にフィンガ部が接近し変形性薄物が把持されるようにしてもかまわない。そして、この把持作業が完了して、展開動作が開始されると、変形性薄物展開装置は、ハンド部を第２距離まで離間させて変形性薄物を展開する。
【００１３】
つまり、本発明に係る変形性薄物展開装置では、人は、探しやすい縁部を一度に複数のハンド部に把持させることができる。このため、人は、探しにくい角部を探し出し、その角部を一つずつクランプ（本願でいうハンド部）に把持させるのに比べて、簡単に把持作業を完了することができる。
【００１４】
次に、この変形性薄物展開装置において自動制御で変形性薄物の把持作業が行われる場合について説明する。
【００１５】
かかる場合、第１制御前又は第２制御前に、変形性薄物展開装置の動作を以下のように制御して変形性薄物展開装置に変形性薄物を把持させる。
【００１６】
先ず、ハンド部を第２１距離離間させ、下側のフィンガ部の下面が変形性薄物の縁部に接触する位置（以下「第１位置」という）まで変形性薄物展開機構を移動させる。次いで、ハンド部を第２１距離よりも短い距離（以下「第２２距離」という）まで接近させる。なお、このとき、下側のフィンガ部の下面と変形性薄物の上面との摩擦が十分に高い条件であれば、又は、下側のフィンガ部が変形性薄物を下方向に押しつけた状態であれば、変形性薄物は、ハンド部同士の接近により、山形（側面視において）に変形させられる。なお、この場合、変形性薄物は、残留変形性（一旦変形させられるとその形状を維持する性質）を有する必要がある。つまり、変形性薄物の山形部分の下には、山形の空間（以下「山形空間」という）が生じる。続いて、第１位置よりも上後方の位置（以下「第２位置」という）に変形性薄物展開機構を移動させ、ハンド部を第２２距離よりも短い距離（以下「第２３距離」という）まで接近させる。つまり、このとき、変形性薄物展開機構は、ハンド部同士が接近した状態で変形性薄物の山形部分の手前上方位置に位置することになる。なお、このとき、変形性薄物は、その性質により変形形状を保ち続けている。また、このときの第２３距離、つまりハンド部の接近距離は、山形空間に下側のフィンガ部を挿入できるような距離でなければならない。また、第２位置は「変形性薄物展開機構がそのまま前進したときに下側のフィンガ部が山形空間に挿入されるような高さ位置」であることが好ましい。その後、この変形性薄物展開装置は、フィンガ部を第３１距離離間した状態で変形性薄物展開機構を第２位置よりも前方の位置（以下「第３位置」という）に移動させる。なお、第３１距離は、変形性薄物の山形部分が入る距離でなければならない。また、第３位置は、「一対のフィンガ部が変形性薄物の山形部分を挟み込む状態となる位置」でなければならない。そして、フィンガ部を第１１距離まで接近させる。つまり、このとき、ハンド部が変形性薄物を把持することになる。
【００１７】
つまり、自動制御によりこの変形性薄物展開装置に変形性薄物を把持させる場合、変形性薄物展開装置は、変形性薄物の縁部を残留変形させて把持可能部分を形成し、その把持可能部分を把持することになる。このため、変形性薄物展開装置は、比較的少ない工程数で変形性薄物を把持することができる。
【００１８】
ところで、変形薄物展開機構を第１方向が水平面に平行でありハンド部の先端が水平方向を向く状態となっている場合においてハンド部を離間させると、ハンド部から変形性薄物がかなりの確率で抜け落ちてしまう。このため、かかる場合、変形性薄物には、縁に厚肉部分（例えば、折り返し部分など）が形成されている必要があった。しかし、本発明に係る変形性薄物展開装置では、変形性薄物展開機構を第１方向が水平面に交差すると共にハンド部の先端が斜め上方又は真横を向く状態にした後に、フィンガ部を第１１距離まで接近させた状態でハンド部を第２距離離間させている。つまり、この変形性薄物展開装置では、下側のハンド部を離間させると、下側のハンド部が離間するに連れて下側のハンド部が変形性薄物の内側に移動することになる（変形性薄物に重力がかかっているため）。このため、この変形性薄物展開装置では、変形性薄物の縁に厚肉部分が形成されていない場合でも、変形性薄物が抜け落ちることなく無事に変形性薄物が展開される。
【００１９】
第２発明に係る変形性薄物展開装置は、第１発明又は第２発明に係る変形性薄物展開装置であって、フィンガ部には、対抗面に圧力センサが取り付けられている。そして、制御装置は、圧力センサの出力値に基づいてフィンガ部同士の接近距離を制御する。
【００２０】
このため、この変形性薄物展開装置は、変形性薄物の厚みによらず、変形性薄物の把持力を一定にすることができる。したがって、この変形性薄物展開装置は、変形性薄物に余分な応力を加えずに済む。よって、この変形性薄物展開装置は、いたずらに変形性薄物を傷めることがない。
【００２１】
第３発明に係る変形性薄物展開装置は、第１発明又は第２発明に係る変形性薄物展開装置であって、変形性薄物展開機構移動機構をさらに備える。変形性薄物展開機構移動機構は、変形性薄物展開機構を少なくとも上下方向および前後方向に移動させることが可能である。また、変形性薄物展開機構状態変化機構は、変形性薄物展開機構を、第１方向が水平面と平行となる状態とさせることが可能である。そして、制御装置は、第４制御、第５制御および第６制御をさらに行う。第４制御では、制御装置が、第３制御後に、変形性薄物展開機構を第１方向が水平面と平行となる状態とさせるように変形性薄物展開機構状態変化機構を制御する。第５制御では、制御装置が、第４制御後に、変形性薄物展開機構を下前方又は下後方に向かって移動させるように変形性薄物展開機構移動機構を制御する。第６制御では、制御装置が、第５制御後に、フィンガ部を第１１距離よりも長い（以下「第１２距離」という）距離離間させるように第１接近離間機構を制御する。なお、第１２距離は「ハンド部がもはや変形性薄物を把持することができなくなる距離」でなければならない。
【００２２】
このため、この変形性薄物展開装置は、変形性薄物をつまみ滑り展開させた後に、変形性薄物を静置することができる。したがって、この変形性薄物展開装置は、変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。
【００２３】
第４発明に係る変形性薄物展開装置は、第３発明に係る変形性薄物展開装置であって、変形性薄物展開機構移動機構は、変形性薄物展開機構を上下方向、前後方向および左右方向に移動させることが可能である。
【００２４】
このため、この変形性薄物展開装置では、変形性薄物の置き場所の自由度を高めることができる。
【００２５】
第５発明に係る変形性薄物展開装置は、第３発明に係る変形性薄物展開装置であって、変形性薄物展開機構旋回機構をさらに備える。変形性薄物展開機構旋回機構は、変形性薄物展開機構を旋回させることが可能である。
【００２６】
このため、この変形性薄物展開装置では、変形性薄物の置き場所の自由度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２７】
第１発明に係る変形性薄物展開装置は、人手で布地や、フィルム、紙、シート等の変形性薄物の把持作業が行われる場合、その把持作業を従来よりも簡素化することができ、自動制御で変形性薄物の把持作業が行われる場合、変形性薄物を把持するまでの工程を比較的少なくすることができる。また、この変形性薄物展開装置では、下側のハンド部を離間させると、下側のハンド部が離間するに連れて下側のハンド部が変形性薄物の内側に移動することになる。このため、この変形性薄物展開装置では、変形性薄物の縁に厚肉部分が形成されていない場合でも、変形性薄物が抜け落ちることなく無事に変形性薄物が展開される。
【００２８】
第２発明に係る変形性薄物展開装置は、変形性薄物の厚みによらず、変形性薄物の把持力を一定にすることができる。したがって、この変形性薄物展開装置は、変形性薄物に余分な応力を加えずに済む。よって、この変形性薄物展開装置は、いたずらに変形性薄物を傷めることがない。
【００２９】
第３発明に係る変形性薄物展開装置は、変形性薄物をつまみ滑り展開させた後に、変形性薄物を静置することができる。したがって、この変形性薄物展開装置は、変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。
【００３０】
第４発明に係る変形性薄物展開装置では、変形性薄物の置き場所の自由度を高めることができる。
【００３１】
第５発明に係る変形性薄物展開装置では、変形性薄物の置き場所の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施の形態に係る布地処理装置１は、図１に示されるように、第１載置台５Ａに置かれる布地を把持した後にその把持した布地を展開して第２載置台５Ｂに静置する装置であって、主に、布地処理ロボット２、デジタル式ステレオカメラ３およびコンピュータ４から構成される。なお、本実施の形態において、デジタル式ステレオカメラ３はＵＳＢケーブル（図示せず）を介してコンピュータ４に接続され、布地処理ロボット２もＲＳ−２３２Ｃケーブル（図示せず）を介してコンピュータ４に接続される。
【００３３】
以下、布地処理ロボット２、デジタル式ステレオカメラ３およびコンピュータ４についてそれぞれ詳述していく。
【００３４】
＜布地処理ロボット＞
布地処理ロボット２は、図１〜４に示されるように、主に、ロボットハンド２Ａおよびロボットアーム２Ｂから構成される。なお、ロボットハンド２Ａは、図１および図２に示されるように、ロボットアーム２Ｂの先端側部分に回動自在に取り付けられている。以下、ロボットハンド２Ａおよびロボットアーム２Ｂについてそれぞれ詳述していく。
【００３５】
（１）ロボットハンド
ロボットハンド２Ａは、図５〜８に示されるように、主に、ハンド機構２１および第１スライド機構２２から構成される。
【００３６】
ハンド機構２１は、図５〜８に示されるように、主に、一対のフィンガ部２１Ａおよび第２スライド機構２１Ｂから構成される。
【００３７】
フィンガ部２１Ａは、図５〜１２に示されるように、上側フィンガ部２１ａと下側フィンガ部２１ｂとに区別される。
【００３８】
上側フィンガ部２１ａは、図９〜１２に示されるように、主に、ベース部２１１、先端突起部２１２および基端突起部２１３から形成されている。ベース部２１１は、略直方体状（あるいは厚板状）を呈するブロック体部分である。先端突起部２１２は、図９〜１２に示されるように、ベース部２１１の長手方向先端側部分からベース部２１１の厚み方向片側に向かって延びている。なお、この先端突起部２１２は、図９〜１２から明らかなように、突起方向の端面が平面となっている。また、この先端突起部２１２は、図１１から明らかなように、基端突起部２１３に対抗する面が半円筒曲面となっている。基端突起部２１３は、ベース部２１１の長手方向基端側部分から先端突起部２１２の突起方向と同一方向に向かって延びている。なお、この基端突起部２１３は、図９〜１２から明らかなように、突起方向の端面が平面となっている。
【００３９】
下側フィンガ部２１ｂは、図９〜１２に示されるように、主に、ベース部２１１、先端突起部２１２、基端突起部２１３および締結部２１４から形成されている。ベース部２１１は、略直方体状を呈するブロック体部分である。なお、このベース部２１１の底面（布地ＣＬと接触する面）には、ゴムシートが貼り付けられている。先端突起部２１２は、図９〜１２に示されるように、ベース部２１１の長手方向先端側部分からベース部２１１の厚み方向片側に向かって延びている。なお、この先端突起部２１２は、図９〜１２から明らかなように、突起方向の端面が平面となっている。また、この先端突起部２１２は、図１１から明らかなように、基端突起部２１３に対抗する面が半円筒曲面となっている。基端突起部２１３は、ベース部２１１の長手方向基端側部分から先端突起部２１２の突起方向と同一方向に向かって延びている。なお、この基端突起部２１３は、図９〜１２から明らかなように、突起方向の端面が平面となっている。締結部２１４は、ベース部２１１の基端面から長手方向に沿って延びる略直方体状（あるいは厚板状）のブロック体部分である。
【００４０】
そして、この上側フィンガ部２１ａと下側フィンガ部２１ｂとは、図５〜１２に示されるように、基端突起部２１３の突起方向の端面同士および先端突起部２１２の突起方向の端面同士が互いに対抗するように配置される。なお、上側フィンガ部２１ａおよび下側フィンガ部２１ｂでは、基端突起部２１３の高さ（突起方向の長さ）が先端突起部２１２の高さ（突起方向の長さ）よりも０．２ｍｍ高くなるように設計されている。したがって、上側フィンガ部２１ａの基端突起部２１３の突起方向の端面と、下側フィンガ部２１ｂの基端突起部２１３の突起方向の端面とが面接触したとき、上側フィンガ部２１ａの先端突起部２１２の突起方向の端面と、下側フィンガ部２１ｂの先端突起部２１２の突起方向の端面との間には、０．４ｍｍの隙間が生じることになる。また、上側フィンガ部２１ａはスライド移動が可能となるように第２スライド機構２１Ｂのスライダ２１ｅ（後述）に締結されるが、下側フィンガ部２１ｂはハンド機構２１の下側に締結部２１４を介して固定的に締結される。つまり、上側フィンガ部２１ａと下側フィンガ部２１ｂとは、コンピュータ４によって第２スライド機構２１Ｂが制御されることにより、離間したり接近（接触を含む）したりすることが可能となる。
【００４１】
第２スライド機構２１Ｂは、図５に示されるように、主に、ボールネジ２１ｃ、小型電動機２１ｄ、スライダ２１ｅ、カップリング２１ｆおよびＬＭガイド材（図示せず）から構成されている。そして、この第２スライド機構２１Ｂでは、小型電動機２１ｄが回転し出すと、その回転動力がボールネジ２１ｃに伝達され、その結果、ボールネジ２１ｃが自身の軸を中心として回転する。すると、そのボールネジ２１ｃの回転動力によってスライダ２１ｅがＬＭガイド材に沿って直線的にスライド移動し、その結果、スライダ２１ｅに連結される上側フィンガ部２１ａがスライド移動する。なお、小型電動機２１ｄが逆転駆動される場合、そのスライダ２１ｅの進行方向は、小型電動機２１ｄが正転駆動される場合のスライダ２１ｅの進行方向とは逆になる。また、この小型電動機２１ｄは、コンピュータ４にＲＳ−２３２Ｃケーブルを介して接続されており、コンピュータ４から送信される制御信号によって正転したり逆転したり停止したりする。
【００４２】
第１スライド機構２２は、図５〜８に示されるように、一方のハンド機構２１を左右方向にスライド移動させる第１１スライド機構２２Ａと、もう一方のハンド機構２１を同じく左右方向にスライド移動させる第１２スライド機構２２Ｂとを備えている。なお、この第１１スライド機構２２Ａと第１２スライド機構２２Ｂとは、機械的には完全に独立されている。そして、第１１スライド機構２２Ａおよび第１２スライド機構２２Ｂは、それぞれ、図５〜８に示されるように、主に、ボールネジ（図示せず）、小型電動機２２ｄ、スライダ（図示せず）およびＬＭガイド材（図示せず）から構成されている。そして、この第１スライド機構２２では、小型電動機２２ｄが回転し出すと、その回転動力がボールネジに伝達され、その結果、ボールネジが自身の軸を中心として回転する。すると、そのボールネジの回転動力によってスライダがＬＭガイド材に沿って直線的にスライド移動し、その結果、スライダに連結されるハンド機構２１がスライド移動する。なお、小型電動機２２ｄが逆転駆動される場合、そのスライダの進行方向は、小型電動機２２ｄが正転駆動される場合のスライダの進行方向とは逆になる。つまり、２つのハンド機構２１は、コンピュータ４によって第１スライド機構２２が制御されることにより、離間したり接近（接触を含む）したりすることが可能となる。また、この小型電動機２２ｄは、コンピュータ４にＲＳ−２３２Ｃケーブルを介して接続されており、コンピュータ４から送信される制御信号によって正転したり逆転したり停止したりする。
【００４３】
（２）ロボットアーム
ロボットアーム２Ｂは、図１〜４に示されるように、主に、台座２５ａ、回転テーブル２５ｂ、第１連結部２５ｃ、第１アーム部２５ｄ、第２連結部２５ｅおよび第２アーム部２５ｆから構成されている。
【００４４】
台座２５ａには、天板上に回転テーブル２５ｂが配置されている。そして、この台座２５ａには、回転テーブル２５ｂを回転させる回転機構（図示せず）が収容されている。
【００４５】
第１連結部２５ｃは、回転テーブル２５ｂに固定的に締結されている。そして、この第１連結部２５ｃには、第１アーム部２５ｄが連結されている。
【００４６】
第１アーム部２５ｄは、略柱状の部材であって、基端側部分が第１連結部２５ｃに連結され、先端側部分が第２連結部２５ｅに連結されている。そして、この第１アーム部２５ｄは、第１連結部２５ｃとの連結点を中心として、回転テーブル２５ｂの回転方向を含む面に直交する面（以下「第１面」という）内を回転することができる。
【００４７】
第２連結部２５ｅは、第１アーム部２５ｄと第２アーム部２５ｆと連結する。そして、この第２連結部２５ｅは、第１アーム部２５ｄとの連結点を中心として、第１面内を回転することができる。
【００４８】
第２アーム部２５ｆは、略柱状の部材であって、基端側部分が第２連結部２５ｅに連結されており、先端側部分がロボットハンド２Ａに連結されている。そして、この第２アーム部２５ｆは、自身の軸を中心として回転することができる。また、この第２アーム部２５ｆの先端側部分は、上述したように、ロボットハンド２Ａが連結点を中心として第１面内を回転することができるようにロボットハンド２Ａに連結されている。
【００４９】
ロボットアーム２Ｂは、このように構成されることにより、ロボットハンド２Ａを図１に示される状態、すなわち、ハンド機構２１が水平方向に沿ってスライド移動する状態とすることとができると共にロボットハンド２Ｂを図１３に示される状態、すなわち、ハンド機構２１が鉛直方向に沿ってスライド移動する状態とすることができる。
【００５０】
なお、このようなロボットアーム２Ｂは、市販されており、当業者であれば容易に入手することができる。
【００５１】
＜デジタル式ステレオカメラ＞
デジタル式ステレオカメラ３は、２つの撮像部を有しており、それぞれの撮像部においてカメラ付属のモジュールにより歪曲補正前および歪曲補正後のデジタル化濃淡画像、カラー画像、エッジ画像を生成することができる。そして、このデジタル式ステレオカメラ３は、画像が生成される度、ＵＳＢケーブルを介してこれらの画像をコンピュータ４に送信する。
【００５２】
なお、本実施の形態において、このデジタル式ステレオカメラ３の焦点は第１載置台５Ａの天板に合わせられている。そして、このデジタル式ステレオカメラ３は、第１載置台５Ａの天板が全て撮影範囲に含まれるように固定的に設置されている。
【００５３】
なお、このようなデジタル式ステレオカメラ３としては、例えば、ｄｉｇｉｃｌｏｐｓ社製のＢｕｍｂｅｅ２等を利用することができる。
【００５４】
＜コンピュータ＞
コンピュータ４は、図１に示されるように、主に、本体、ディスプレイ、キーボードおよびマウスから構成されている。
【００５５】
本体は、マザーボードや、ＣＰＵ、メインメモリ、ハードディスク、ＵＳＢインターフェイスボードやＲＳ−２３２Ｃインターフェイスボード等を備えている。そして、ハードディスクには距離決定ソフトウェアや、カメラキャリブレーションソフトウェア、布地処理ロボット制御ソフトウェア等のソフトウェアがインストールされており、これらのソフトウェアはＣＰＵやメインメモリ等によって実行される。なお、布地処理ロボット制御ソフトウェアには、布地位置検出ルーチンや、布地処理ロボット動作制御ルーチンが含まれている。
【００５６】
そして、このコンピュータ４は、デジタル式ステレオカメラ３が２つの撮像部において同時に画像が生成されると、距離決定ソフトウェアにより、デジタル式ステレオカメラ３からそれらの画像のデータを収集する。次に、このコンピュータ４では、距離決定ソフトウェアにより、両画像の画素の対応関係がデータ化される。続いて、このコンピュータ４では、ステレオカメラ機能と画素対応関係データとに基づいて画像中の二次元画像座標点までの距離が求められる。その後、カメラモジュールにおいて、両画像中から最も似通った対象物を、画素間を横に移動しながら対応付けしていく。そして、全ての画素について検索が完了すると、画像中の対象物までの距離が求められる。
【００５７】
なお、このような手法は当業者に公知の手法であるため、これ以上詳細な説明は行わない。
【００５８】
また、このコンピュータ４では、カメラキャリブレーションソフトウェアにより、カメラ座標がロボット座標に変換される。なお、本実施の形態において、カメラキャリブレーションとは、カメラの内部変数（焦点距離など）と外部変数（カメラ姿勢など）とを求めるプロセスを意味する。
【００５９】
なお、本実施の形態において、このカメラキャリブレーションは、次のように行われる。
【００６０】
先ず、あらかじめロボット座標の分かっている位置にマーカーを移動させる。次に、デジタル式ステレオカメラ３によりそのマーカーの周辺を撮影する。続いて、マーカー周辺の画像中から推定円手法によりマーカーを抽出する。なお、推定円手法については以下に詳述する。
【００６１】
推定円手法では、先ず、画像に対しＨＳＶ（色相、彩度、明度の三つの成分からなる色空間）表色系を用いて、あらかじめ指定したマーカー（白色）に似た色とその他の色とで二値化する。なお、本実施の形態では、マーカーに似た色を白色とし、その他の色を黒色とした。次に、二値化画像より、二次元画像座標Ｃ（ｕ，ｖ）のとき任意の画素に対して半径ｒの円が描かれる。続いて、この円の内側に含まれる全ての画素の画素値ｐがスキャンされて画素値ｐが白色のときは＋１が加算され、黒色のときは−０．５が加算されていく（下式（２）参照）。なお、円内側に含まれる画素の総数をＭとすると、その結果値Ｆは下式（２）で表される。そして、結果値Ｆが最大になるときの円中心座標が求められ、その円中心座標が画像中のマーカー位置、つまり、規定のロボット座標とされる。
【００６２】
【数１】
2010000562.tif 000003
【００６３】
【数２】
2010000562.tif 000004
【００６４】
そして、ロボット座標ｘとカメラ座標ｗとの組（ｘ，ｗ）がＮ回測定され、両座標間の座標変換が行われる。座標変換は、線形変換Ａと並進ベクトルｔの組み合わせで表現される。具体的には、線形変換Ａと並進ベクトルｔとが求められ、線形変換Ａと並進ベクトルｔとが下式（３）に代入されて推定のロボット座標ｘ’が求められる。
【００６５】
【数３】
2010000562.tif 000005
【００６６】
なお、本実施の形態では、変形変換Ａと並進ベクトルｔとの組合せを求めるために、評価値Ｄ（下式（４）参照）を最小化する手法を利用している。
【００６７】
【数４】
2010000562.tif 000006
【００６８】
そして、実際のロボット座標ｘと上式（３）で得られた推定のロボット座標ｘ’との絶対誤差値ｄｉｆｆが下式（５）から求められ、ｄｉｆｆが閾値を超えたときのｘとｘ’との組が除かれた後、再び上式（４）を用いて線形変換Ａと並進ベクトルｔとの組合せが求められる。
【００６９】
【数５】
2010000562.tif 000007
【００７０】
なお、このような手法は当業者に公知の手法であるため、これ以上詳細な説明は行わない。
【００７１】
また、このコンピュータ４では、布地処理ロボット制御ソフトウェアにより、布地ＣＬの把持箇所が決定され、布地処理ロボット２の布地ＣＬの把持処理から布地ＣＬの静置処理までの一連の動作を実現する制御信号が生成され、その制御信号が逐次、布地処理ロボット２に送信される。なお、布地ＣＬの把持箇所の決定については以下に詳述する。
【００７２】
本実施の形態では、「第１載置台５Ａに接している布地ＣＬの縁部の中でも、できる限りロボットハンド２Ａに近く、且つ、一定の長さ以上の長さを有する直線となっている部分」が把持箇所と規定されている。そして、先ず、布地ＣＬの縁部が第１載置台５Ａに接しているか否かを判断するためには、布地ＣＬの第１載置台５Ａからの高さデータが必要となる。この高さデータは、あらかじめ第１載置台５Ａの三次元位置を求めておけば容易に計算することができる。このため、本実施の形態では、第１載置台５Ａにマーカーシートが設置され、マーカーシートの３次元座標から第１載置台５Ａの三次元位置が求められる。
【００７３】
具体的には、マーカーシートが設置された第１載置台５Ａの画像と、マーカーシートが設置されていない第１載置台５Ａの画像とから背景差分処理が行われ、その結果、二値化画像が導出される。次に、視差画像と二値画像とからマーカーシート領域の視差画像が導出され、その視差画像からカメラ座標およびロボット座標が求められる。その後、第１載置台５Ａ上の各点の三次元座標（ロボット座標）が収集され、その点群に最も合致する平面の方程式が求められる。そして、この平面の方程式があらかじめ布地位置検出ルーチンに組み込まれる。
【００７４】
そして、布地位置検出ルーチンでは、布地ＣＬの輪郭抽出処理、直線部分抽出処理および把持箇所決定処理が実行される。以下、それぞれの処理の内容に詳述する。なお、布地ＣＬの輪郭抽出処理については図１４〜図２１を用いて説明する。また、把持箇所決定処理については図２２を用いて説明する。
【００７５】
輪郭抽出処理では、あらかじめ用意されている第１載置台５Ａの画像のみの画像と、第１載置台５Ａの上に置かれた布地ＣＬの画像（図１４参照）とから差分処理が行われ、その結果、二値化画像が導出される。なお、本実施の形態では、布地ＣＬが白色となり、第１載置台５Ａを含む背景部分が黒色となるように設定されている。なお、図１５〜図２０において、説明の便宜上、白色画素は網掛ハッチング又は斜線ハッチングが施されており、黒色画素はハッチングが施されていない。次に、その二値化画像において端の画素（背景部分に相当する画素）から順に、画素が白色であるか黒色であるかが判定されていく（図１５参照）。そして、黒色であると判定された画素の次の画素が白色であると判定された場合、その白色の画素が第１輪郭画素（図１６において斜線ハッチングが施されている画素）とされる（図１６参照）。続いて、その第１輪郭画素に隣接する画素が左回りに走査されながら、それらの画素が白色であるのか黒色であるのかが判定されていく（図１７参照）。そして、上記と同様に、黒色であると判定された画素の次の画素が白色であると判定された場合、その白色の画素が第２輪郭画素とされる（図１８参照）。その後、第２輪郭画素の検出と同じ要領で、第ｎ輪郭画素が検出され、再び第１輪郭画素が検出されるまでこの検出が繰り返される（図１９および図２０参照）。この結果、閉曲線、つまり布地ＣＬの輪郭画像（図２１参照）が形成される。
【００７６】
直線部分抽出処理では、布地ＣＬの輪郭画像を構成する画素それぞれについてｋ−曲率が算出される。なお、ｋ−曲率とは曲線上のある点における曲線の緩急の程度を表す量であって、この値が大きいほどその曲線の曲がり度合いが急であることを示し、この値が０に近づくほど曲線の曲がり度合いが緩い、つまり、直線性がよいことを示すことになる。そして、本実施の形態では、ｋ−曲率が所定の閾値以下となっている画素群が直線部分として決定される。なお、曲線がｙ＝ｆ（ｘ）の関数として表される場合、そのｋ−曲率ｋは下式（６）で表される。なお、本実施の形態では、ｋ−曲率は、ｋ−曲率を求めようとする点（ｘ0，ｙ0）の左右にそれぞれｋ個の点を取り、点（ｘ-k，ｙ-k）から点（ｘ0，ｙ0）へのベクトルと、点（ｘ0，ｙ0）から点（ｘk，ｙk）へのベクトルがつくる角度θとして算出されている。
【００７７】
【数６】
2010000562.tif 000008
【００７８】
把持箇所決定処理では、先ず、直線部分抽出処理で抽出された直線部分のうち第１載置台５Ａからの高さが所定の閾値以下である直線部分が選択される。なお、この直線部分選択処理は、ロボット布地ＣＬが第１載置台５Ａに接触している部分でロボットハンド２Ａの把持動作が行われることを実現させるために行われている。また、直線部分の第１載置台５Ａからの高さは、上記平面の方程式と直線部分の座標とから簡単に求められる。次に、直線部分選択処理で選択された直線部分のうちロボット座標系のｙ軸との角度が近似しているもの（つまり、角度の差異が所定の閾値内にあるもの）を接続する処理が行われる（図２２参照）。なお、この接続処理は、直線部分抽出処理のとき、実際には直線的に見える部分が一つの直線部分として抽出されず分断されて２つ以上の直線部分として抽出されることがあり、これを積極的に補正するために行われている。続いて、接続処理された直線部分の長さがロボット座標から算出され、その長さが閾値以上ものが選択される。なお、この長さ規定選択処理は、ロボットハンド２Ａが把持する直線部分はできるだけ長いものが望ましいという発想に起因して行われる。最後に、長さ規定選択処理で選択された直線部分のうちロボット座標系ｙ軸との角度が最も小さい直線部分が選択される。なお、この角度規定選択処理は、ロボットハンド２Ａがｙ軸方向に延びた形状を呈しており、この角度が小さいほど把持動作が行われやすいという事情に起因して行われる。
【００７９】
そして、角度規定選択処理で選択された直線部分の情報はメインメモリに書き込まれ、その直線部分の端点の情報がロボット座標として規定される。なお、把持箇所決定処理において直線部分が全く検出されない場合には、ディスプレイに警告メッセージが表示される。また、長さ規定選択処理で所定の閾値以上の長さの直線部分が全く検出されなかった場合、最大長さを有する直線部分が選択され、以下に示す布地落下動作が行われる。
【００８０】
＜布地処理装置の動作制御＞
上述したように、角度規定選択処理において直線部分が選定されると、コンピュータ４は、制御信号を順次送信して布地処理ロボット２に布地処理動作を行わせる。また、長さ規定選択処理で所定の閾値以上の長さの直線部分が全く検出されなかった場合、最大長さを有する直線部分が選択された後、コンピュータ４は、制御信号を順次送信して布地処理ロボット２に布地落下動作を行わせる。以下、布地処理動作と布地落下動作とについてそれぞれ詳述する。なお、以下の布地処理動作や布地落下動作についてはその動作態様が理解できれば当業者は過度の負担なくその動作を実現することができるので、コンピュータ４においてどのような制御信号が生成されるのかについては詳述しない。
【００８１】
（１）布地処理動作
布地処理動作では、先ず、ロボットハンド２Ａが初期位置に位置するようにロボットアーム２Ｂが動作させられる（図２３参照）。なお、このとき、ロボットハンド２Ａでは、ハンド機構２１同士が所定距離離間するようにハンド機構２１が動作させられると共に、上側フィンガ部２１ａと下側フィンガ部２１ｂとの間に所定の隙間（布地ＣＬの縁部を挿入することができる隙間）が生じるように上側フィンガ部２１ａが動作させられる。
【００８２】
次に、角度規定選択処理で選定された直線部分の規定の点（例えば、片側の端点から６ｃｍ離れた点と、その点からさらに６ｃｍ離れた点など）に下側フィンガ部２１ｂの底面が接触するようにハンド機構２１とロボットアーム２Ｂとが動作させられる（図２４参照）。
【００８３】
次いで、ハンド機構２１が規定の距離まで縮まるようにハンド機構２１が接近させられる（図２５参照）。なお、このとき、布地ＣＬの把持箇所間の部分は、山形に変形させられる。
【００８４】
続いて、ロボットハンド２Ａが先の位置より上後方に位置するようにロボットアーム２Ｂが動作させられる（図２６参照）。なお、このとき、上面視においてフィンガ部２１Ａの先端が布地ＣＬの縁よりも後方になければならない。このようにロボットアーム２Ｂを動作させるには、あらかじめフィンガ部２１Ａの長手方向長さを計測しておき、制御パラメータとしてコンピュータ４のハードディスクに格納しておけばよい。また、このとき、ハンド機構２１は、互いがさらに接近するように動作させられる。なお、この動作は、２つの下側フィンガ部２１ｂを布地の山形部分の下空間に挿入させるために行われる。
【００８５】
続いて、ロボットハンド２Ａが先の位置より下方に位置するようにロボットアーム２Ｂが動作させられた後、ロボットハンド２Ａが先の位置より前方に位置するようにロボットアーム２Ｂが動作させられる（図２７参照）。なお、このときのロボットハンド２Ａの上下方向における位置（つまり高さ位置）は、布地ＣＬを山形に変形させる直前のハンド機構２１同士の距離や、布地ＣＬを山形に変形させた後のハンド機構２１同士の距離、又は、布地ＣＬを山形に変形させるときのハンド機構２１の接近距離などによってあらかじめ規定しておくことができる。これらの距離は布地ＣＬの山形部分の高さに強く依存するためである。
【００８６】
続いて、上側フィンガ部２１ａの基端突起部２１３と下側フィンガ部２１ｂの基端突起部２１３が面接触するまで上側フィンガ部２１ａが下側フィンガ部２１ｂに接近させられる。この結果、フィンガ部２１Ａが布地ＣＬを把持する（図２７参照）。なお、このとき、先端突起部２１２間には０．４ｍｍの隙間が生じており、０．４ｍｍ〜０．０６ｍｍ厚みの布地ＣＬであれば、フィンガ部２１Ａは、布地ＣＬを傷めることなく布地ＣＬを把持することができる。
【００８７】
続いて、ロボットハンド２Ａを第２載置台５Ｂの上方の位置に移動させるようにロボットアーム２Ｂを動作させる（図２８参照）。
【００８８】
続いて、ハンド機構２１が鉛直方向に沿ってスライド移動する状態とするようにロボットアーム２Ｂが動作される（図２９参照）。そして、この状態で、下側に位置したハンド機構２１が下方に向かってスライド移動させられ、布地ＣＬの片側部分が展開される（図２９参照）。次いで、下側に位置していたハンド機構２１が上側になるようにロボットアーム２Ｂが動作される。そして、この状態で、下側に位置したハンド機構２１が下方に向かってスライド移動させられ、布地ＣＬのもう一方の片側部分が展開される。なお、このときのハンド機構２１の離間距離は、布地ＣＬの大きさによってあらかじめ規定されている。
【００８９】
そして、ロボットハンド２Ａが前進しながら第２載置台５Ｂに接近するようにロボットアーム２Ｂが動作され、布地ＣＬが第２載置台５Ｂに展開された状態で静置される（図３１〜図３４参照）。ロボットハンド２Ａが規定の位置に達したところで上側フィンガ部２１ａが上昇させられ、フィンガ部２１Ａから布地ＣＬが放される。
【００９０】
（２）布地落下動作
布地落下動作では、フィンガ部２１Ａにより布地ＣＬが把持される動作まで布地処理動作と同じ動作が行われる。そして、布地ＣＬがフィンガ部２１Ａに把持されると、ロボットハンド２Ａを上方に引き上げるようにロボットアーム２Ｂが動作された後、上側フィンガ部２１ａが上昇させられ、フィンガ部２１Ａから布地ＣＬが放される。つまり、布地ＣＬが上から第１載置台５Ａに向かって落とされる。そして、この後、再度、布地位置検出ルーチンが実行される。
【００９１】
＜布地処理装置の特徴＞
（１）
本発明の実施の形態に係る布地処理装置１では、基本的には布地処理ロボット２の５つの一連の動作により、布地ＣＬの縁部が山形に変形させられ、その山形部分が一対のフィンガ部２１Ａにより把持される。このため、布地処理装置１は、展開処理前、比較的少ない工程数で布地ＣＬを把持することができる。
【００９２】
（２）
布地展開時にハンド機構２１が水平方向に沿ってスライド移動させられる場合（図１参照）、布地ＣＬの縁に厚肉部分（例えば、折り返し部分など）が形成されていないと、ハンド機構２１から布地ＣＬがかなりの確率で抜け落ちてしまう。これに対し、本発明の実施の形態に係る布地処理装置１では、ロボットアーム２Ｂによりハンド機構２１が鉛直方向に沿ってスライド移動する状態にされた後に、下側に位置したハンド機構２１が下方に向かってスライド移動させられている。布地ＣＬには重力がかかっているため、下側に位置したハンド機構２１が下方に向かってスライド移動させられると、そのハンド機構２１が下側に向かうに連れて布地ＣＬの内側に移動することになる。このため、この布地処理装置１では、布地ＣＬの縁に厚肉部分が形成されていない場合であっても、布地展開中に、布地ＣＬが抜け落ちることない。
【００９３】
（３）
本発明の実施の形態に係る布地処理装置１では、布地処理装置１は、布地ＣＬをロボットハンド２Ａによって展開する前に、その布地ＣＬをロボットハンド２Ａによって自動的に把持する。したがって、この布地処理装置１は、布地ＣＬのハンドリングの全自動化に大きく貢献する。
【００９４】
（４）
本発明の実施の形態に係る布地処理装置１では、布地処理装置１は、布地ＣＬをロボットハンド２Ａによって展開した後、その布地ＣＬを静置する動作を行う。したがって、この布地処理装置１は、布地ＣＬのハンドリングの全自動化に大きく貢献する。
【００９５】
（５）
本発明の実施の形態に係る布地処理装置１では、フィンガ部２１Ａにおいて先端突起部２１２の基端突起部２１３に対抗する面が半円筒曲面となっている。このため、布地ＣＬの縁部に折り返し等、厚みの厚い部分がある場合であっても、布地処理装置１は、滑らかにつまみ滑り展開を行うことができる。
【００９６】
（６）
本発明の実施の形態に係る布地処理装置１では、上側フィンガ部２１ａおよび下側フィンガ部２１ｂにおいて基端突起部２１３の高さ（突起方向の長さ）が先端突起部２１２の高さ（突起方向の長さ）よりも０．２ｍｍ高くなるように設計されている。このため、上側フィンガ部２１ａの基端突起部２１３の突起方向の端面と、下側フィンガ部２１ｂの基端突起部２１３の突起方向の端面とが面接触したとき、上側フィンガ部２１ａの先端突起部２１２の突起方向の端面と、下側フィンガ部２１ｂの先端突起部２１２の突起方向の端面との間には、０．４ｍｍの隙間が生じることになる。このため、この布地処理装置１は、一定範囲の厚みを有する布地ＣＬに対して把持力を弱めることができる。したがって、この布地処理装置１は、一定範囲の厚みを有する布地ＣＬに対して過度な応力を加えずに済む。よって、この布地処理装置１は、一定範囲の厚みを有する布地ＣＬをいたずらに傷めることがない。
【００９７】
（７）
本発明の実施の形態に係る布地処理装置１では、下側フィンガ部２１ｂのベース部２１１の底面（布地ＣＬと接触する面）には、ゴムシートが貼り付けられている。このため、この布地処理装置１は、押付力を高めることなく布地ＣＬを山形に変形させることができる。
【００９８】
＜変形例＞
（Ａ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではデジタル式ステレオカメラ３が採用されたが、デジタル式単眼カメラが採用されてもかまわない。なお、かかる場合、カメラからの距離はあらかじめ人手で計測しておく等の手間がかかることになる。
【００９９】
（Ｂ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では制御装置としてコンピュータ４が採用されたが、制御装置としてマイクロコンピュータが採用されてもかまわない。
【０１００】
（Ｃ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではデジタル式ステレオカメラ３を利用して布地ＣＬの把持箇所を特定したが、デジタル式ステレオカメラ３を除去して、あらかじめ布地の設置位置およびその設置状態を規定しておいてもかまわない。なお、かかる場合、設置位置が明確となるようにマーカーを付し、設置位置の近傍に設置状態を記した指示注意書などを貼り付けておくのが好ましい。
【０１０１】
（Ｄ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では布地ＣＬを処理対象としたが、フィルムや、紙、その他シート状のものを処理対象としてもかまわない。
【０１０２】
（Ｅ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では第１スライド機構２２および第２スライド機構２１Ｂとしてボールネジ機構が採用されたが、第１スライド機構２２および第２スライド機構２１Ｂとしてエアシリンダ機構、モータシリンダ機構、電動スライダ機構、ベルトスライダ機構、リニアスライダ機構およびラックピニオン機構などの機構が採用されてもかまわない。
【０１０３】
（Ｆ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では図１に示されるようなロボットアーム２Ｂが採用されたが、レール式で前後、左右、上下に動作するロボットアーム等が採用されてもかまわない。ただし、ロボットハンド２Ａを図１に示される状態とすることとができると共にロボットハンド２Ｂを図１３に示される状態とすることができる機構は必須である。
【０１０４】
（Ｇ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では下側フィンガ部２１ｂが固定され、上側フィンガ部２１ａがスライド移動可能になっていたが、上側フィンガ部２１ａおよび下側フィンガ部２１ｂが共にスライド移動可能とされる構成にされてもかまわない。
【０１０５】
（Ｈ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では上側フィンガ部２１ａの先端突起部２１２の突起方向の端面と、下側フィンガ部２１ｂの先端突起部２１２の突起方向の端面の隙間が０．４ｍｍとされたが、この隙間は特に限定されず、処理対象である布地ＣＬの厚みによって適宜変更してもよい。また、かかる場合、フィンガ部２１Ａを取り外し可能にし、布地ＣＬの厚みによって、フィンガ部２１Ａを適宜選択して取り付けるようにしてもかまわない。
【０１０６】
（Ｉ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではデジタル式ステレオカメラ３がＵＳＢケーブルを介してコンピュータ４に接続されたが、デジタル式ステレオカメラ３は、他の通信ケーブルによりコンピュータ４により接続されてもよいし、コンピュータ４に無線接続されてもよい。
【０１０７】
（Ｊ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では布地処理ロボット２がＲＳ−２３２Ｃケーブルを介してコンピュータ４に接続されたが、布地処理ロボット２は、他の通信ケーブルによりコンピュータ４に接続されてもよいし、コンピュータ４に無線接続されてもよい。
【０１０８】
（Ｋ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では推定円手法によるマーカー抽出によりカメラキャリブレーションが行われたが、カメラキャリブレーション方法として、他の公知の方法（例えば、特開平１１−３７７２１号公報や、特開２００５−１８６１９３号公報、特開２００６−１４５４１９号公報、特開平１０−２２１０６６号公報）が利用されてもよい。
【０１０９】
（Ｌ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では布地把持位置決定ルーチンにより閾値以上の長さを有する直線部分を把持箇所と決定していたが、布地ＣＬの角部を把持箇所として決定してもよい。なお、かかる場合、日本ロボット学会誌Ｖｏｌ．１５  Ｎｏ．２，ｐｐ．２７５−２８３，１９９７に記載される技術を利用すれば実現可能である。また、かかる場合、布地ＣＬの把持処理前に、２つのハンド機構２１を片側に寄せておき、ハンド機構２１に布地ＣＬを把持させた後に、ハンド機構２１が上側にくる状態となるようにロボットアーム２Ｂが動作される必要がある。
【０１１０】
（Ｍ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、フィンガ部２１Ａの先端突起部２１２に圧力センサを取り付けて、布地ＣＬを規定圧力で把持するようにしてもよい。このようにすれば、布地ＣＬの厚みによらず、布地ＣＬに対するフィンガ部２１Ａの把持力を一定に保つことができ、布地ＣＬに余分な応力を加えずに済む。
【０１１１】
（Ｎ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では布地静置時動作時、ロボットハンド２Ａがロボットアーム２Ｂにより前進させられながら下方に移動されたが、図３４に示されるように、ロボットハンド２Ａがロボットアーム２Ｂにより一度前進させられた後に後退させられながら下方に移動されてもよい。
【０１１２】
（Ｏ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではロボットハンド２Ａが初期位置に位置したとき、上側フィンガ部２１ａと下側フィンガ部２１ｂとの間に所定の隙間が生じるように上側フィンガ部２１ａが動作させられた。しかし、初期位置において上側フィンガ部２１ａが下側フィンガ部２１ｂに接触していてもかまわない。なお、かかる場合、布地ＣＬの把持動作前に上側フィンガ部２１ａが上昇させられて上側フィンガ部２１ａと下側フィンガ２１ｂとの間に所定の隙間（布地ＣＬの縁部を挿入することができる隙間）が生じるように上側フィンガ部２１ａが動作させられる必要がある。
【０１１３】
（Ｐ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではハンド機構２１の距離が規定の距離まで縮まるようにハンド機構２１が接近させられて布地ＣＬが山形に変形させられた後に、ロボットハンド２Ａが先の位置より上後方に位置するようにロボットアーム２Ｂが動作させられたが、ハンド機構２１の距離が規定の距離まで縮まるようにハンド機構２１が接近させられて布地ＣＬが山形に変形させられた後に、ハンド機構２１を少しだけ離間させて布地ＣＬの山形形状を安定化させるようにしてもよい。
【０１１４】
（Ｑ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではハンド機構２１が所定距離離間するようにハンド機構２１が動作させられて布地ＣＬが展開される際のハンド機構２１の離間距離は布地ＣＬの大きさによってあらかじめ規定されていたが、例えば、上側フィンガ部２１ａの外側面に発光素子を取り付け、下側フィンガ部２１ｂの外側面に受光素子を取り付けて、受光素子が発光素子からの光を受光したとき（つまり、発光素子が布地ＣＬから露出したとき）にハンド機構２１のスライド移動を停止させるようにしてもよい。なお、もちろん、上側フィンガ部２１ａの外側面に受光素子が取り付けられ、下側フィンガ部２１ｂの外側面に受光素子が取り付けられてもよい。このようにすれば、布地処理装置１は、任意の大きさの布地ＣＬに対応することができるようになる。
【０１１５】
（Ｒ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、デジタル式ステレオカメラ３を連射モードに設定し、二値化画像において白色画素が検出された時点から布地位置検出ルーチンが実行されるようにしてもよい。なお、かかる場合、輪郭抽出処理の二値化画像導出処理は省略することができる。また、かかる場合、白色画素検出後は、布地処理動作または布地落下動作が完了するまで、デジタル式ステレオカメラ３による第１載置台５Ａの撮影を停止しておくのが好ましい。また、かかる場合、布地処理動作または布地落下動作が完了した後に、デジタル式ステレオカメラ３による第１載置台５Ａの撮影が再開されるように設定しておけばよい。
【０１１６】
（Ｓ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では布地ＣＬの展開処理前にハンド機構２１が鉛直方向に沿ってスライド移動する状態とするようにロボットアーム２Ｂが動作されたが、ハンド機構２１が水平面に交差する方向に沿ってスライド移動する状態とされる場合であっても先の実施の形態に係る布地処理装置１と同様の効果を得ることができる。なお、かかる場合、フィンガ部２１Ａの先端が斜め上方を向く状態となるようにロボットアーム２Ｂの動作を制御する必要がある。
【０１１７】
（Ｔ）
先の実施の形態では特に言及しなかったが、第１スライド機構２２が縦方向に回転するようにロボットハンド２Ａを回転させる回転機構をロボットアーム２Ｂに組み込んでもかまわない。このようにすれば、布地処理装置１は、布地ＣＬが水平方向に対して傾いて置かれていても布地ＣＬを把持することができる。
【０１１８】
（Ｕ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではフィンガ部２１Ａにおいて先端突起部２１２の基端突起部２１３に対抗する面が半円筒曲面となっていたが、この面は、楕円曲面となっていてもよいし、屈折面となっていてもよい。
【０１１９】
（Ｖ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではフィンガ部２１Ａは、上側フィンガ部２１ａがスライド移動するように構成されたが、フィンガ部は、上側フィンガ部２１ａおよび下側フィンガ部２１ｂの少なくとも一方が基端部分を支点として回動するように構成されてもかまわない。
【０１２０】
（Ｗ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１では２つのハンド機構２１が共にスライド可能であったが、一方のハンド機構を固定し、もう一方のハンド機構をスライド可能に構成してもかまわない。
【０１２１】
（Ｘ）
先の実施の形態に係る布地処理装置１ではロボットハンド２Ａにより自動的に布地ＣＬの把持処理が行われたが、布地ＣＬの把持は手動で行われてもよい。かかる場合、人は、先ず、ロボットハンド２Ａを２つのハンド機構２１が片側で隣接された状態にし、２つのハンド機構２１の上側フィンガ部２１ａを上昇させて、上側フィンガ部２１ａと下側フィンガ部２１ｂとの間に隙間をつくる。次いで、人が、布地ＣＬの縁部をフィンガ部２１Ａの隙間に挿入する。そして、人は、上側フィンガ部２１ａを下降させて、ハンド機構２１に布地ＣＬの縁部を把持させる。なお、上側フィンガ部２１Ａの上昇および下降については制御ボタンにより実行させてもよいし、光学センサ等によりフィンガ部２１Ａに布地ＣＬが近づくと自動的に上側フィンガ部２１Ａが上昇し、フィンガ部２１Ａ内部に布地ＣＬが挿入されると自動的に上側フィンガ部２１Ａが下降して布地ＣＬが把持されるようにしてもかまわない。そして、この把持作業が完了して、展開動作が開始されると、布地処理装置１は、ハンド機構２１を離間させて布地ＣＬを展開する。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明に係る変形性薄物展開装置は、人手で布地や、フィルム、紙、シート等の変形性薄物の把持作業が行われる場合、その把持作業を従来よりも簡素化することができ、自動制御で変形性薄物の把持作業が行われる場合、変形性薄物を把持するまでの工程を比較的少なくすることができ、また、変形性薄物の縁の厚肉部分がある場合であっても布地等の展開動作中にフィンガ部が変形性薄物の縁の厚肉部分に引っ掛かることを防ぐことができるという特徴を有し、アパレル業界や、クリーニング業界、リネンサプライ業界、福祉業界、医療業界等向けの布地処理装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る布地処理装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの上面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの背面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るロボットハンドの外観斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るロボットハンドの正面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るロボットハンドの側面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るロボットハンドの底面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るフィンガ部の外観斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るフィンガ部の側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る下側フィンガ部の上面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る下側フィンガ部の正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットが取り得る状態の一つを表す図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る布地処理装置の処理対象となる布地の画像である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るコンピュータにおける輪郭抽出処理を説明する第１の図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係るコンピュータにおける輪郭抽出処理を説明する第２の図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係るコンピュータにおける輪郭抽出処理を説明する第３の図である。
【図１８】本発明の実施の形態に係るコンピュータにおける輪郭抽出処理を説明する第４の図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係るコンピュータにおける輪郭抽出処理を説明する第５の図である。
【図２０】本発明の実施の形態に係るコンピュータにおける輪郭抽出処理を説明する第６の図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係るコンピュータにおける輪郭抽出処理の結果として得られる布地の輪郭画像である。
【図２２】本発明の実施の形態に係るコンピュータにおける把持箇所決定処理を説明する図である。
【図２３】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第１の図である。
【図２４】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第２の図である。
【図２５】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第３の図である。
【図２６】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第４の図である。
【図２７】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第５の図である。
【図２８】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第６の図である。
【図２９】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第７の図である。
【図３０】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第８の図である。
【図３１】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第９の図である。
【図３２】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第１０の図である。
【図３３】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第１１の図である。
【図３４】本発明の実施の形態に係る布地処理ロボットの動作を示す第１２の図である。
【図３５】変形例（Ｎ）に係る布地処理ロボットの動作を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１      布地処理装置（変形性薄物展開装置）
２      布地処理ロボット（変形性薄物展開装置）
２Ａ    ロボットハンド（変形性薄物展開機構）
２Ｂ    ロボットアーム（変形性薄物展開機構状態変化機構，変形性薄物展開機構移動機構，変形性薄物展開機構旋回機構）
４      コンピュータ（制御装置）
２１      ハンド機構（ハンド部）
２１Ａ    フィンガ部
２１Ｂ    第２スライド機構（第１接近離間機構）
２２      第１スライド機構（第２接近離間機構）
ＣＬ        布地（変形性薄物）
【図１】
2010000562.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2010000562.tif 000029
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2010000562.tif 000033
【図２６】
2010000562.tif 000034
【図２７】
2010000562.tif 000035
【図２８】
2010000562.tif 000036
【図２９】
2010000562.tif 000037
【図３０】
2010000562.tif 000038
【図３１】
2010000562.tif 000039
【図３２】
2010000562.tif 000040
【図３３】
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【図３４】
2010000562.tif 000042
【図３５】
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